Слово «полная автоматизация» подразумевает обещание поместить сырье в один конец, а готовый продукт — в другой, и никто не прикасается к нему посередине. В производстве бумажных пакетов полностью автоматизированные ручные машины для производства бумажных пакетов ближе к этому идеалу, чем машины любого другого типа -, но стоит отметить разрыв между языком продаж и реальной практикой на заводе. В этой статье объясняется практическая роль самих машин в области производства гибких материалов и почему «полная автоматизация» является особой концепцией. АПолностью автоматическая машина для изготовления бумажных пакетов с ручкойпредставляет собой высший уровень интеграции в этой категории, но даже он требует участия человека, выходящего за рамки автоматизированной последовательности.
Автоматизация машин: шесть основных процессов
Современная линейная машина для изготовления бумажных пакетов выполняет следующие этапы, все они контролируются центральным ПЛК и оснащены деталями с серво-приводом:
Размотка бумаги и контроль натяжения.Большой рулон крафт-бумаги - обычно плотностью 70–160 г/м2, в зависимости от типа пакета - надевается на вал размотки. Машина протягивает бумагу через зону контроля натяжения, которая поддерживает постоянную скорость подачи и предотвращает сминание или смещение бумаги. Автоматические направляющие корректируют боковое движение в реальном времени.
Встроенная печать (необязательно, но обычно).На машинах с флексографской печатной секцией бумага проходит через одну или несколько печатных станций. Серво-регистрация цветов обеспечивает выравнивание нескольких-цветных дизайнов. Некоторые машины могут быстро печатать переменные данные, такие как коды партий или QR-коды.
Формирование и крепление ручки.Это наиболее автоматизированный этап и главная особенность полностью автоматизированного ручного производителя бумажных пакетов. Для круглых скрученных ручек машина делает бумажные веревки из тонких полосок крафт-бумаги, разрезает их по длине, складывает в U-форму, а затем склеивает их между внутренним и внешним слоями пакета - в одну линию. Для плоских ручек предварительно-разрезанные полоски бумаги подаются из стопки и помещаются для склеивания. АПолностью автоматическая машина для изготовления бумажных пакетов с ручкойвыполняет эти действия по прикреплению на производственной скорости без какого-либо ручного вмешательства, что отличает его от полу-автоматических альтернатив, в которых прикрепление ручки – это отдельная автономная операция.
Формирование и резка труб.Машина складывает бумагу в непрерывную бумажную трубку, склеивает длинные разрезы, а затем разрезает трубку на отдельные пакеты. Резак для бумаги синхронизируется с подачей бумаги посредством вращающегося ножа или системы лезвий с сервоуправлением.
Формирование дна.Дно сумки открывается, складывается и склеивается -, обычно образуя квадратную или блочную форму дна. На высокоскоростных-линиях для этого используются несколько складных пластин, а также горячий и холодный клей или клеевые пистолеты, которые стреляют в точном порядке.
Сбор и укладка.Заполненные мешки подсчитываются, укладываются в заданное количество партий и отправляются в выходной стол. Некоторые машины имеют выходные стопки, которые автоматически подаются на станции обвязки или термоусадочной упаковки.
На всех этих этапах машина контролирует скорость, натяжение, количество клея, длину реза, положение складывания и расположение ручки. Производительность варьируется от 80 до более 250 пакетов в минуту, в зависимости от размера пакета, плотности бумаги и типа ручки. АПолностью автоматическая машина для изготовления бумажных пакетов с ручкойобычно работает на верхнем конце этого диапазона, если он сконфигурирован для плоских ручек, хотя производство круглых ручек происходит на умеренных скоростях из-за сложности формирования веревки.
«Полностью автоматизированные» ограничения: что еще нужно сделать операторам?
«Полная автоматизация» в производстве бумажных пакетов означает, что производственные этапы внутри машины автоматизированы. Это не означает, что машина может работать без оператора. Для полностью автоматизированных машин для производства бумажных пакетов обычно требуется 1-2 оператора в смену. Даже самые продвинутыеПолностью автоматическая машина для изготовления бумажных пакетов с ручкойпо-прежнему требует участия человека для выполнения ряда важнейших задач. Вот что на самом деле делают операторы:
Загрузка родительского рулона.Полный родительский рулон крафт-бумаги может весить сотни килограммов. Для установки его на вал размотки требуется кран, вилочный погрузчик или хотя бы физическое усилие со стороны оператора. В аппарате нет собственной бумаги. Некоторые системы высокого класса-имеют автоматическое устройство сращивания, которое соединяет конец текущего рулона с началом нового рулона, не нарушая линию -, но даже для этого оператору требуется поместить резервный рулон на станцию сращивания.
Ручка пополнения материала.В машинах с круглой ручкой скручивающее устройство использует тонкие полоски крафт-бумаги из собственных рулонов подачи. Эти рулоны заканчиваются в разное время, чем основной рулон бумаги, и их необходимо заменять вручную. Для машин с плоскими ручками магазины ручек необходимо пополнять предварительно-вырезанными заготовками.
Заправка клея.Во время работы резервуары для клея-расплава и холодного клея могут быть пустыми. Некоторые машины оснащены датчиками уровня, которые предупреждают операторов о том, что резервуар высыхает, но заправка выполняется вручную. Очистка клеевой системы между сменами также является задачей оператора.
Изменение размера сумки.При переключении между пакетами разных размеров - от сумок среднего-размера для бутиков до больших пакетов для продуктов, например, - операторам приходится регулировать или заменять складные пластины, перемещать ручные клеевые аппликаторы, изменять настройки длины обрезки и, в некоторых случаях, заменять штампы-режущие инструменты. Машины с серво-управлением могут запоминать и запускать сохраненные повторяемые рецепты размеров одним нажатием кнопки, но первоначальная настройка нового размера требует ручной работы и пробных запусков.
Проверка качества и визуальный осмотр.ПЛК могут подсчитывать пакеты, обнаруживать разрывы бумаги и сигнализировать об определенных застреваниях. Но они не могут проверить резкость печати, качество нанесения клея, центровку ручки или разрыв мелких кусочков бумаги - дефекты, которые обученные операторы обнаруживают, взяв пакеты с образцами и рассматривая их.
Удаление отходов и обрезков.При высечке-и обрезке образуется макулатура, которая скапливается вокруг машины. Некоторые машины оснащены вентиляторами или вакуумными системами, но контейнеры все равно необходимо опорожнять. Машина, производящая 200 мешков в минуту, может производить большое количество обрезков за одну смену.
Решение проблем и устранение заторов.Бумага – материал изменчивый. Влажность, статическое электричество, неравномерное натяжение или стык, проходящий через станцию высечки-, могут стать причиной замятия. Когда аппарат обнаруживает неисправность, он автоматически останавливается, но удаление застрявшей бумаги из фальцовщика или резака выполняется вручную.
Ежедневное обслуживание.Очистка клеевых сопел, протирка складных досок, проверка натяжения ремня и смазка подвижных направляющих — все это задачи оператора. Линейная машина не может поддерживать себя.
Сравнение численности операторов
По сравнению с полу-автоматическими вариантами полностью автоматизированные машины демонстрируют свою наибольшую ценность. Полу-автоматические линии по производству бумажных пакетов имеют отдельные станции крепления ручек-и обычно требуют от трех до пяти операторов в смену, согласно отраслевым эксплуатационным данным. Для того же объема производства полностью автоматическая линейная машина требует 1-2 оператора — сокращение затрат на рабочую силу на 50–70%.
Но оставшийся оператор не является помощником с низкой-квалификацией. Для работы полностью автоматизированной производственной линии требуется человек, который умеет читать диагностические экраны ПЛК, настраивать параметры сервопривода для новых размеров пакетов и устранять проблемы с клеем или натяжением; - навыки, которые отличаются от полу-автоматических линий и зачастую их труднее найти, чем навыки ручной сборки, необходимые для полу-автоматического производства.
Что означает «полная автоматизация» для отрасли
В отрасли упаковочных машин нет формального глобального правила, определяющего грань между «полу-автоматическим» и «полностью автоматизированным». Это различие является вопросом консенсуса, а не письменным стандартом. На практике производители оборудования используют термин «полностью автоматизированный» для описания машин, которые:
При обычном производстве основные этапы переработки (размотка, складывание, склеивание, резка, формование) выполняются без участия человека.
Формирование и прикрепление ручки встроены в линейную последовательность действий.
Машина управляется серводвигателями и ПЛК вместо механических кулачков и линейных валов.
Один оператор может контролировать линию в нормальных условиях эксплуатации.
В любом типе перерабатывающего оборудования термин «полная автоматизация» не означает - и никогда не означал - нулевую-настройку оператора для производственных смен. Даже на самых современных линиях по производству бумажных пакетов, работающих сегодня, требуется как минимум один человек для загрузки материала, проверки качества и решения проблем.
Тенденции в технологиях
Следующий шаг к еще большей автоматизации -, и некоторые высококлассные-линии уже близки -, включают автоматическое сращивание рулонов, автоматическую проверку уровня клея с предупреждением о необходимости дозаправки, а также системы визуального контроля, которые выявляют дефекты пакетов (обнаруживают неправильное размещение, отсутствие линий клея, смещение печати), а затем автоматически отбраковывают некачественные изделия. Эти функции приближают машину к модели с одним-оператором.
По данным Emergen Research, мировой рынок полностью автоматизированных машин для изготовления бумажных пакетов оценивается в 800 миллионов долларов США в 2024 году и, как ожидается, достигнет 1,5 миллиардов долларов США к 2034 году. Ежегодный темп роста составляет 6,5 процента. Этот путь роста обусловлен как правилами, которые заменяют пластиковые пакеты, так и стремлением конвертерной промышленности снизить затраты на рабочую силу на мешок -, которое стимулирует дальнейшую автоматизацию с каждым новым поколением машин.
Честный ответ
Полностью автоматизированная машина для изготовления бумажных пакетов автоматически выполняет каждый этап переработки: от загрузки рулона бумаги до укладки готового пакета. Это впечатляющее инженерное решение: машина делает ручки из полосок необработанной бумаги, приклеивает их к пакету, сгибает и приклеивает дно, а затем считает и укладывает - все со скоростью более 100 пакетов в минуту. АПолностью автоматическая машина для изготовления бумажных пакетов с ручкойявляется наиболее функциональной версией этого оборудования, интегрирующей формование ручек непосредственно в производственную линию без отдельных автономных станций.
Но у него нет собственных рулонов бумаги. Он не добавляет собственный клей. Он не удаляет собственные отходы обрезки. Он не проверяет свои выходные данные на наличие незначительных проблем с качеством. Когда размер сумки меняется, она не меняет собственные инструменты для складывания. Оно не исправляется и не поддерживает себя.
Человек, управляющий машиной, больше похож на руководителя процесса, чем на чернорабочего - он настраивает ее, кормит, наблюдает за изменениями качества и вмешивается, когда что-то идет не так. Это совершенно другая работа, чем изготовление сумок вручную, но это все равно работа. «Полная автоматизация» автоматизирует процесс изготовления сумок-. Он не автоматизирует всю работу завода.
Ссылка
- Экстренные исследования. Анализ рынка автоматизированных упаковочных машин для бумаги, 2025 г.
- QY Исследования. Отчет о мировом рынке автоматизированных бумажных пакетов для подачи, 2024 г.
